浅谈钢制、铝制和钛制压力容器焊接规程的特征及意义

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1、浅谈钢制、铝制和钛制压力容器焊接规程的特征及意义李晓玲　王　欣（沈阳特种设备检测研究院，辽宁沈阳110035）【摘　要】焊接是压力容器制造行业最为重要的工艺过程，选定何种焊接方法，如何确定焊接参数，如何控制焊接接头力学性能，这些对焊接质量的控制都需要适宜的焊接规程来指导。本文分别对钢制压力容器、铝制压力容器和钛制压力容器的焊制过程进行了对比分析，从不同角度解读了这三种压力容器焊接规程编制时需要注意的特征及意义。.jyqkm，埋弧焊、等离子弧焊、气体保护焊每侧约20mm）的水、锈、油污、积渣和其他有害杂质清理干净；对于不锈钢应

2、在坡口两侧作必要的防护。铝制压力容器制备坡口时，应遵循如下规则：制造应有专用场地，不能与黑色金属产品混杂生产，并要保证工作场所的清洁、干燥；可采用冷加工方法或等离子弧方法制备坡口，但焊前要去除坡口的氧化物，直至露出金属光泽并打磨平整；应对坡口表面及两侧50mm范围内的水分、尘土、金属屑、油污、漆、氧化膜、含氢物质及所有附着物使用机械法或化学法进行彻底的表面清理（不能使用砂轮或砂布，可使用不锈钢钢刷）；因铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝易导致焊缝中出现夹渣、未熔合、未焊透等缺陷，所以清理好坡口后应立即施焊。钛材极易氧化

3、，因此钛制压力容器制备坡口时，同样要注意氧化的危害，遵循如下规则：应尽量采用冷加工方法制备坡口，如使用热加工方法，一定要去除坡口及两侧表面的氧化层和浮渣，直至呈现出银白色金属光泽；应去除坡口表面及两侧25mm内的油污、氧化物、氮化物、水分和有机杂质等有害物质；除了使用机械法和（下转第169页）（上接第74页）化学法，钛制压力容器还可使用脱脂的方法进行表面清理，但不能使用氧化物溶剂和甲醇溶剂；机械法清理时可使用不锈钢钢刷或碳化硅砂轮。4　焊接与焊后热处理钢制压力容器焊接时，对于多种类别的钢材都需要进行预热，而且两种不同类别的钢

4、材相焊时，预热温度要按要求高的钢材选用。此外，需要注意的是钢材的预热温度也不是越高越好，如碳钢和低合金钢的最高预热温度和道间温度就不宜大于300℃，而奥氏体不锈钢的最高道间温度不宜大于150℃。焊制钢材后，对于冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件应采取后热措施，并应在焊后立即进行。后热温度通常为200~300℃，保温时间通常不少于30min。焊接后立即进行热处理时可不进行后热。钢制压力容器的焊后热处理尤为重要，《压力容器焊接规程》中对整个热处理的过程和要求有详尽的规定，包括焊后热处理厚度的确定、焊后热处理方式、温度的

5、确定、工艺的制定等各方面内容。另外，下述几点内容笔者认为也同样是焊后热处理的重点，需要特别注意：1）对于低合金钢和碳素钢来说，低于490℃的热过程不作为焊后热处理对待；对于高合金钢，低于315℃的热过程也不作为焊后热处理对待。2）非受压元件与受压元件相焊时，应按受压元件的焊后热处理规范执行。3）对于有再热裂纹倾向的钢号，在焊后热处理时应防止产生再热裂纹。4）奥氏体高合金钢制压力容器及其零部件一般不推荐进行焊后热处理。5）焊后热处理应在压力试验之前进行。6）对于有应力腐蚀的，盛装介质毒性为极度、高度危害的，或低温的压力容器，在

6、焊接返修后必须重新进行焊后热处理。铝制压力容器焊接过程中，在钨极氩弧焊时焊件厚度大于10mm、熔化极氩弧焊时焊件厚度大于15mm、钨极或熔化极氦弧焊时焊件厚度大于25mm的情况下，焊前应进行预热。未强化的铝及铝合金预热温度一般为100~150℃之间；强化的铝合金或镁含量在4~5%的铝镁合金，预热温度不应超过100℃。施焊时，要控制道间温度不超过150℃，且每焊完一道时，要用机械方法去除氧化膜。一般不要求进行后热和焊后热处理。钛制压力容器一般不进行预热。多层焊时，层间温度要控制在120℃以下。注意钛制压力容器控制的是层间温度，

7、而铝制压力容器控制的是道间温度。施焊时，对温度在400℃以上的焊缝和热影响区的正面、背面，均应进行保护，防止氧化。钛制承压设备一般情况下也同样不需要进行焊后热处理。如果设计图纸规定进行焊后热处理时，应同时注明热处理方法、热处理温度和保温时间。焊后热处理应在真空或充氩环境下进行。5　结束语NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》是一个实践性非常强的标准。焊制压力容器的建造单位从设计技术要求、制造安装条件和压力容器服役要求出发各有不同焊接作业细则，都能得到合格产品，因此制造工艺及焊接工艺过程没有必要也不可能统一。但根据国

8、内五十余年来建造压力容器的实践结果，可以总结出若干有用的规律，用标准形成固定下来作为今后使用的依据，完全是有必要的。本版本标准针对当前压力容器行业中存在的普遍问题提出了更为贴合实际的理论基础，例如焊接材料的选用原则，焊缝的空间位置范围等内容。本文解读的只是其中的一部分，希望能为从事压力容器